JPH07135784A - Ultrasonic motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To decrease the forming man-hours by forming the abrasion resistance coating layer of the surface of a stator. CONSTITUTION:In the space surrounded with a substrate l and a case 2, a stator 6, a rotor 7, a rotor holder/spring receiver 8, which forms a unitary body with the rotor 7 by bonding to the rotor 7 with a bonding agent 15, a pressing spring 9, which presses the rotor 7 to one edge of the stator 6, and the like are contained. The stator 6 is the ring-shaped disk member. Grooves 6a are provided and arranged in the radial direction with respect to the axial center on the edge in contact with the rotor 7. An abrasion resistance coating layer 19 is formed on the surface of each tooth-shaped protruding part 6b between the grooves 6a. The rotor 7 is compressed to the abrasion resistance coating layer 19. In the steps for forming the abrasion resistance coating layer 19, at first, paint for the required layer thickness is printed on the surface of the tooth-shaped protruding part 6b of a stator with a screen printer, and thereafter burning is performed in a muffle furnace for 30-40 minutes at the temperature of 200-400 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は振動波モータもしくは超
音波モータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration wave motor or an ultrasonic wave motor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】圧電素子等の電気−機械エネルギー変換
素子を金属等の弾性体に取付けて構成したステータ（振
動子）に進行波振動を発生せしめ、該ステータに圧接し
たロータもしくは移動体に一方向の連続的な機械運動を
生ぜしめるように構成された振動波モータもしくは超音
波モータは精密機器用のモータとして本出願人により実
用化され、広く知られている。2. Description of the Related Art A traveling wave vibration is generated in a stator (vibrator) constructed by attaching an electro-mechanical energy conversion element such as a piezoelectric element to an elastic body such as a metal, and is applied to a rotor or a moving body pressed against the stator. A vibration wave motor or an ultrasonic motor configured to generate a continuous mechanical movement in a direction has been put to practical use by the applicant and is widely known as a motor for precision equipment.

【０００３】図３に公知の超音波モータの一例を示す。FIG. 3 shows an example of a known ultrasonic motor.

【０００４】図３において、１は該モータの端板ないし
は筐体の一部を構成する基板であり、該基板１にはボル
ト１４により鍋型のケース２が固着され、基板１とケー
ス２とによって該モータの筐体が構成されている。基板
１の中央には出力軸５を挿通させるための孔が貫設され
るとともに該孔の外側には該軸５を支持するための軸受
３が取付けられている。出力軸５は該軸受３に支持され
るとともに、ケース２に固定されたもう一つの軸受４に
も回転可能に支持されていて基板１及びケース２のそれ
ぞれの外側へ突出している。基板１とケース２とで囲ま
れた空間内には振動体すなわちステータ６と、回転体す
なわちロータ７と、該ロータ７に接着剤１５で接着され
て該ロータと一体化されているロータホルダー兼ばね受
け８と、ロータ７をステータ６の一方の端面に圧接させ
るための加圧ばね９、等が収容されている。１０は軸受
４に隣接して出力軸５に嵌装されたばね受けであり、加
圧ばね９は該ばね受け１０とロータホルダー兼ばね受け
８との間に配置されて該ばね受け８を介してロータ７を
ステータ６の端面に圧接している。ステータ６は図４
（ａ）に示されるように環状円板形の部材であり、ロー
タ７と接する端面には軸心に関して放射方向に配置され
た溝６ａが刻設され、該溝６ａ間の歯状の突部６ｂの表
面には耐摩耗被覆材１８が接着され、ロータ７は該耐摩
耗被覆材１８に圧接されている。In FIG. 3, reference numeral 1 designates a substrate which constitutes an end plate or a part of the housing of the motor. A pan-shaped case 2 is fixed to the substrate 1 by bolts 14, and the substrate 1 and the case 2 are joined together. The casing of the motor is constituted by. A hole for inserting the output shaft 5 is formed through the center of the substrate 1, and a bearing 3 for supporting the shaft 5 is attached to the outside of the hole. The output shaft 5 is supported by the bearing 3 and also rotatably supported by another bearing 4 fixed to the case 2 so as to project to the outside of each of the substrate 1 and the case 2. In a space surrounded by the substrate 1 and the case 2, a vibrating body, that is, a stator 6, a rotating body, that is, a rotor 7, and a rotor holder which is bonded to the rotor 7 with an adhesive 15 and is integrated with the rotor. A spring receiver 8 and a pressure spring 9 for pressing the rotor 7 against one end surface of the stator 6 are housed. Reference numeral 10 denotes a spring bearing which is fitted to the output shaft 5 adjacent to the bearing 4, and the pressure spring 9 is arranged between the spring bearing 10 and the rotor holder / spring bearing 8 so that the spring bearing 8 is interposed therebetween. The rotor 7 is pressed against the end surface of the stator 6. The stator 6 is shown in FIG.
As shown in (a), it is an annular disc-shaped member, and an end face in contact with the rotor 7 is provided with grooves 6a arranged radially with respect to the axial center, and tooth-shaped protrusions between the grooves 6a. A wear-resistant coating material 18 is adhered to the surface of 6b, and the rotor 7 is pressed against the wear-resistant coating material 18.

【０００５】１３はステータ６の中心孔に嵌着された締
結用板部材であり、該板部材１３には出力軸５の外径よ
り大きな軸挿通孔が中心に貫設されるとともに該軸挿通
孔の周囲には複数のビス挿通孔が貫設されており、該軸
挿通孔には出力軸５が該孔に接することなく挿通され、
該ビス挿通孔には締結用のビス１６が挿通されて該ビス
１６は基板１の中心部に設けられたねじ孔にねじ込まれ
ることによりステータ６が基板１に固定されている。ス
テータ６の裏面（すなわちロータ７との接触面とは反対
側の端面）には該ステータに振動を発生させるための励
振素子としての圧電素子１１が接着されており、圧電素
子１１に対する給電を行なうためのフレキシブルプリン
ト基板１２が圧電素子１１に接着されるとともにケース
２の外部へ引き出されている。１７は該圧電素子１１と
基板１との間に配置された振動絶縁体であり、この振動
絶縁体１７によりステータ６の振動が基板１に伝達され
ないようになっている。Reference numeral 13 denotes a fastening plate member fitted in the center hole of the stator 6. The plate member 13 is provided with a shaft insertion hole larger than the outer diameter of the output shaft 5 in the center thereof and the shaft insertion hole. A plurality of screw insertion holes are provided around the hole, and the output shaft 5 is inserted into the shaft insertion hole without coming into contact with the hole.
A fastening screw 16 is inserted into the screw insertion hole, and the screw 16 is screwed into a screw hole provided in the central portion of the substrate 1, whereby the stator 6 is fixed to the substrate 1. A piezoelectric element 11 as an excitation element for generating vibration in the stator is adhered to the back surface of the stator 6 (that is, the end surface on the side opposite to the contact surface with the rotor 7), and power is supplied to the piezoelectric element 11. The flexible printed circuit board 12 is attached to the piezoelectric element 11 and is drawn out of the case 2. Reference numeral 17 denotes a vibration insulator arranged between the piezoelectric element 11 and the substrate 1. The vibration insulator 17 prevents the vibration of the stator 6 from being transmitted to the substrate 1.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術の超
音波モータではステータ６の歯状の突部６ａの表面に耐
摩耗被覆材１８を接着剤により貼り付けた後、乾燥して
固着させていたが、接着剤の層厚のばらつきによる品質
の不安定や、接着工程の工数の多さに基ずくコスト高、
等の欠点があった。In the above-mentioned conventional ultrasonic motor, the wear-resistant coating material 18 is adhered to the surface of the tooth-shaped projection 6a of the stator 6 with an adhesive, and then dried and fixed. However, the quality is unstable due to variations in the adhesive layer thickness, and the cost is high due to the large number of man-hours in the bonding process.
There were drawbacks such as.

【０００７】本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を
排除し、品質の不安定さが少なく、また、製造コストを
低減できる、改良された超音波モータを提供することで
ある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, to provide an improved ultrasonic motor which has less instability in quality and can reduce the manufacturing cost.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】ステータの歯状突部の表
面に形成する耐摩耗被覆層の層厚を一定にし、且つ、該
被覆層の形成を従来よりも少ない工数と低コストで行な
うことができるようにするための手段としては種々の方
法があるが、該耐摩耗被覆層の厚みを一定にするために
は、接着剤の如く粘性の高い材料を使用しないことと、
層厚の制御が容易な材料もしくは層厚の制御を要しない
材料を用いることが必要である。[Means for Solving the Problems] A layer thickness of a wear-resistant coating layer formed on the surface of a tooth-shaped projection of a stator is made constant, and the coating layer is formed with less man-hours and at lower cost than ever before. There are various methods as means for making it possible, but in order to make the thickness of the wear resistant coating layer constant, do not use a highly viscous material such as an adhesive,
It is necessary to use a material whose layer thickness is easy to control or a material which does not require layer thickness control.

【０００９】本発明では、このような考察に基ずいて、
次のような耐摩耗被覆層形成方法を採用したことを特徴
とする。すなわち、本発明による改良された超音波モー
タにおいては、ステータの歯状突部の表面に塗料をスク
リーン印刷等によって塗布した後、温度２００〜４００
℃で３０〜４０分の間、マツフル炉にて焼成することに
より耐摩耗被覆層をステータの歯状突部上に形成するこ
とを特徴とする。In the present invention, based on such consideration,
It is characterized in that the following abrasion resistant coating layer forming method is adopted. That is, in the improved ultrasonic motor according to the present invention, a temperature of 200 to 400 is applied after coating the surface of the tooth-like protrusions of the stator with screen printing or the like.
It is characterized in that the wear-resistant coating layer is formed on the tooth-shaped protrusions of the stator by firing in a pine-furnace furnace at 30 ° C. for 30 to 40 minutes.

【００１０】このような方法で形成された耐摩耗被覆層
を有する本発明の超音波モータでは、該層を形成するた
めの工数が従来技術よりも少なくなり、また、該層の層
厚の制御が容易であることにより、品質の安定した超音
波モータを従来よりも安価なコストで製造することがで
きる。In the ultrasonic motor of the present invention having the wear-resistant coating layer formed by such a method, the number of steps for forming the layer is smaller than in the prior art, and the layer thickness of the layer is controlled. This makes it possible to manufacture an ultrasonic motor of stable quality at a lower cost than conventional ones.

【００１１】[0011]

【実施例】以下に図１及び図２を参照して本発明の実施
例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【００１２】図２において、１は該モータの端板ないし
は筐体の一部を構成する基板であり、該基板１にはボル
ト１４により鍋型のケース２が固着され、基板１とケー
ス２とによって該モータの筐体が構成されている。基板
１の中央には出力軸５を挿通させるための孔が貫設され
るとともに該孔の外側には該軸５を支持するための軸受
３が取付けられている。出力軸５は該軸受３に支持され
るとともに、ケース２に固定されたもう一つの軸受４に
も回転可能に支持されていて基板１及びケース２のそれ
ぞれの外側へ突出している。基板１とケース２とで囲ま
れた空間内には振動体すなわちステータ６と、回転体す
なわちロータ７と、該ロータ７に接着剤１５で接着され
て該ロータと一体化されているロータホルダー兼ばね受
け８と、ロータ７をステータ６の一方の端面に圧接させ
るための加圧ばね９、等が収容されている。１０は軸受
４に隣接して出力軸５に嵌装されたばね受けであり、加
圧ばね９は該ばね受け１０とロータホルダー兼ばね受け
８との間に配置されて該ばね受け８を介してロータ７を
ステータ６の端面に圧接している。ステータ６は図１
（ａ）に示されるように環状円板形の部材であり、ロー
タ７と接する端面には軸心に関して放射方向に配置され
た溝６ａが刻設され、該溝６ａ間の歯状の突部６ｂの表
面には耐摩耗被覆層１９が形成され、ロータ７は該耐摩
耗被覆層１９に圧接されている。In FIG. 2, reference numeral 1 designates a substrate which constitutes an end plate or a part of a housing of the motor. A pan-shaped case 2 is fixed to the substrate 1 with bolts 14, and the substrate 1 and the case 2 are joined together. The casing of the motor is constituted by. A hole for inserting the output shaft 5 is formed through the center of the substrate 1, and a bearing 3 for supporting the shaft 5 is attached to the outside of the hole. The output shaft 5 is supported by the bearing 3 and also rotatably supported by another bearing 4 fixed to the case 2 so as to project to the outside of each of the substrate 1 and the case 2. In a space surrounded by the substrate 1 and the case 2, a vibrating body, that is, a stator 6, a rotating body, that is, a rotor 7, and a rotor holder that is bonded to the rotor 7 with an adhesive 15 and is integrated with the rotor. A spring receiver 8 and a pressure spring 9 for pressing the rotor 7 against one end surface of the stator 6 are housed. Reference numeral 10 denotes a spring bearing which is fitted to the output shaft 5 adjacent to the bearing 4, and the pressure spring 9 is arranged between the spring bearing 10 and the rotor holder / spring bearing 8 so as to interpose the spring bearing 8 therebetween. The rotor 7 is pressed against the end surface of the stator 6. The stator 6 is shown in FIG.
As shown in (a), it is an annular disc-shaped member, and an end face in contact with the rotor 7 is provided with grooves 6a arranged radially with respect to the axial center, and tooth-shaped protrusions between the grooves 6a. A wear-resistant coating layer 19 is formed on the surface of 6b, and the rotor 7 is pressed against the wear-resistant coating layer 19.

【００１３】１３はステータ６の中心孔に嵌着された締
結用板部材であり、該板部材１３には出力軸５の外径よ
り大きな軸挿通孔が中心に貫設されるとともに該軸挿通
孔の周囲には複数のビス挿通孔が貫設されており、該軸
挿通孔には出力軸５が該孔に接することなく挿通され、
該ビス挿通孔には締結用のビス１６が挿通されて該ビス
１６は基板１の中心部に設けられたねじ孔にねじ込まれ
ることによりステータ６が基板１に固定されている。ス
テータ６の裏面（すなわちロータ７との接触面とは反対
側の端面）には該ステータに振動を発生させるための励
振素子としての圧電素子１１が接着されており、圧電素
子１１に対する給電を行なうためのフレキシブルプリン
ト基板１２が圧電素子１１に接着されるとともにケース
２の外部へ引き出されている。１７は該圧電素子１１と
基板１との間に配置された振動絶縁体であり、この振動
絶縁体１７によりステータ６の振動が基板１に伝達され
ないようになっている。Reference numeral 13 denotes a fastening plate member fitted in the center hole of the stator 6, and the plate member 13 is provided with a shaft insertion hole larger than the outer diameter of the output shaft 5 at the center thereof and the shaft insertion hole. A plurality of screw insertion holes are provided around the hole, and the output shaft 5 is inserted into the shaft insertion hole without coming into contact with the hole.
A fastening screw 16 is inserted into the screw insertion hole, and the screw 16 is screwed into a screw hole provided in the central portion of the substrate 1, whereby the stator 6 is fixed to the substrate 1. A piezoelectric element 11 as an excitation element for generating vibration in the stator is adhered to the back surface of the stator 6 (that is, the end surface on the side opposite to the contact surface with the rotor 7), and power is supplied to the piezoelectric element 11. The flexible printed circuit board 12 is attached to the piezoelectric element 11 and is drawn out of the case 2. Reference numeral 17 denotes a vibration insulator arranged between the piezoelectric element 11 and the substrate 1. The vibration insulator 17 prevents the vibration of the stator 6 from being transmitted to the substrate 1.

【００１４】前記の如き本発明の超音波モータを製造す
る場合、ステータ６の歯状突部６ｂの表面に耐摩耗被覆
層１９を形成する工程について説明する。In the case of manufacturing the ultrasonic motor of the present invention as described above, the step of forming the wear resistant coating layer 19 on the surface of the tooth-shaped projection 6b of the stator 6 will be described.

【００１５】まず、必要とする層厚分の塗料をスクリー
ン印刷機にてステータ６の歯状突部６ｂの表面に印刷し
た後、温度２００〜４００℃で３０〜４０分間、マツフ
ル炉にて焼成を行なうことにより該耐摩耗被覆層１９を
形成する。First, after coating the surface of the tooth-like protrusions 6b of the stator 6 with a screen printing machine by using a paint having a required layer thickness, it is baked at a temperature of 200 to 400 ° C. for 30 to 40 minutes in a pineapple furnace. The wear-resistant coating layer 19 is formed by performing.

【００１６】[0016]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の超音波
モータでは、ステータ表面の耐摩耗被覆層の形成に必要
な工数が従来よりも少なくなるとともに、該層の層厚を
従来技術よりも精度よく一定値に制御できるため、従来
技術の超音波モータより品質が一定で且つ安価なコスト
で製造できる、改善された超音波モータを提供すること
ができる。As described above, in the ultrasonic motor of the present invention, the number of steps required for forming the wear-resistant coating layer on the stator surface is smaller than in the prior art, and the layer thickness of the layer is smaller than that in the prior art. Since it can be accurately controlled to a constant value, it is possible to provide an improved ultrasonic motor that can be manufactured at a constant quality and at a lower cost than the ultrasonic motors of the related art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】（ａ）は本発明の超音波モータのステータの平
面図。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。FIG. 1A is a plan view of a stator of an ultrasonic motor according to the present invention. (B) is a sectional view taken along the line AA of (a).

【図２】本発明の超音波モータの縦断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view of the ultrasonic motor of the present invention.

【図３】従来の超音波モータの縦断面図。FIG. 3 is a vertical sectional view of a conventional ultrasonic motor.

【図４】従来の超音波モータのステータの平面図（ａ）
と断面図（ｂ）とを示した図。FIG. 4 is a plan view of a stator of a conventional ultrasonic motor (a).
And the figure which showed sectional drawing (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…基板 ２…ケース ３，４…軸受 ５…出力軸 ６…ステータ ７…ロータ ８…ロータホルダー兼ばね受け ９…加圧ばね １０…ばね受け １１…圧電素子 １２…フレキシブルプリント基板 １３…締結用板部
材 １７…振動絶縁体 １８…耐摩耗被覆
材 １９…耐摩耗被覆層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Case 3, 4 ... Bearing 5 ... Output shaft 6 ... Stator 7 ... Rotor 8 ... Rotor holder and spring receiver 9 ... Pressing spring 10 ... Spring receiver 11 ... Piezoelectric element 12 ... Flexible printed circuit board 13 ... Fastening Plate member 17 ... Vibration insulator 18 ... Wear resistant coating 19 ... Wear resistant coating layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 圧電素子等によって励振されることによ
り表面に弾性振動波を発生するステータを有している超
音波モータにおいて、 該ステータの表面に耐摩耗被覆層が焼成等によって形成
されていることを特徴とする超音波モータ。1. An ultrasonic motor having a stator for generating elastic vibration waves on a surface when excited by a piezoelectric element or the like, wherein an abrasion resistant coating layer is formed on the surface of the stator by firing or the like. An ultrasonic motor characterized by the above. 【請求項２】 該耐摩耗被覆層は塗料を所定厚に該ステ
ータ表面に塗布した後に焼成したものであることを特徴
とする請求項１の超音波モータ。2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the wear-resistant coating layer is obtained by applying a paint to a predetermined thickness on the surface of the stator and then firing the paint.